説明

チェック弁用のダイアフラムデバイス

チェック弁用のダイヤフラムデバイスが提供される。ダイヤフラムデバイスは、少なくとも1つのオリフィスを覆うように適合されたダイヤフラムと、オリフィスの長手軸に実質的に沿ったダイヤフラムの移動を可能にするように適合された稼動デバイスとを備える。稼動デバイスは、少なくとも1つの第1の稼動部位と少なくとも1つの第2の稼動部位とを備える。さらに、第1の稼動部位と第2の稼動部位のそれぞれが、第1の部分と第2の部分を備える。第1の稼動部位の第1の部分がチェック弁ハウジングに接続されるように適合され、第1の稼動部位の第2の部分が第2の稼動部位の第2の部分に接続される。さらに、第2の稼動部位の第1の部分がダイヤフラムに接続され、第2の稼動部位の第2の部分が第1の稼動部位の第2の部分に接続される。第1の稼動部位が第2の稼動部位に対して可動であり、第2の稼動部位がダイヤフラムに対して可動であり、オリフィスの長手軸に実質的に沿ったダイヤフラムの移動を可能にする。この実施形態により、チェック弁が、比較的低い圧力または流量によって比較的大きく開くことができるようになり、それと同時に、柔軟性材料は、複数の点で、その比較的長い延びに沿って変形されるので、変形が比較的小さい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般にチェック弁に関し、詳細にはチェック弁用のダイヤフラムデバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
チェック弁は受動弁であり、第1の方向への流れを受けたときに開き、第2の方向への流れを受けたときに閉じ、最も一般的には第1の方向と第2の方向が逆である。チェック弁は、任意の種類の流体、すなわち気体もしくは液体、またはスラリなどの固体粒子を含む流体の流れを制御するために使用することができる。
【0003】
従来知られているチェック弁は、圧力がかかったときに弁座に載置して封止するように適合されたダイヤフラムを備える。ダイヤフラムは通常、中央に配置された固定デバイスによって、またはダイヤフラムの周辺部分に固定された可動継手を使用して、弁ハウジングに取り付けられる。中央に配置された固定デバイスによってダイヤフラムが固定される実施形態では、中央に配置された固定デバイスを弁ハウジングに取り付ける必要があり、したがって通常、何らかの種類の取付機構が流れを阻止するという欠点がある。さらに、中央に固定されたダイヤフラムは、漏斗形の変形を行う必要があり、これは、直線状の変形よりも大きな力を必要とし、しかも、ダイヤフラムを鋭い漏斗形(漏斗の中心軸と漏斗壁が成す角度が小さい漏斗)に変形した場合でさえ弁が完全に開くことはない。ダイヤフラムが周辺部分に固定される実施形態では、ダイヤフラム全体を流れと同じ方向に向ける必要があるので、完全に開くのに大きな空間が必要となるという欠点がある。さらに、この90°の開きは、特に継手が柔軟性材料によって機能する場合には、継手に大きな歪を及ぼす。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
チェック弁用のダイヤフラムデバイスが提供される。ダイヤフラムデバイスは、少なくとも1つのオリフィスを覆うように適合されたダイヤフラムと、オリフィスの長手軸に実質的に沿ったダイヤフラムの移動を可能にするように適合された稼動デバイスとを備える。稼動デバイスは、少なくとも1つの第1の稼動部位と少なくとも1つの第2の稼動部位とを備える。さらに、第1の稼動部位と第2の稼動部位のそれぞれが、第1の部分と第2の部分を備える。第1の稼動部位の第1の部分がチェック弁ハウジングに接続されるように適合され、第1の稼動部位の第2の部分が第2の稼動部位の第2の部分に接続される。さらに、第2の稼動部位の第1の部分がダイヤフラムに接続され、第2の稼動部位の第2の部分が第1の稼動部位の第2の部分に接続される。第1の稼動部位が第2の稼動部位に対して可動であり、第2の稼動部位がダイヤフラムに対して可動であり、オリフィスの長手軸に実質的に沿ったダイヤフラムの移動を可能にする。この実施形態により、チェック弁が、比較的低い圧力または流量によって比較的大きく開くことができるようになり、それと同時に、柔軟性材料は、複数の点で、その比較的長い延びに沿って変形されるので、変形が比較的小さい。
【0005】
一実施形態によれば、第1の部分は、オリフィス中心軸の近くに位置する中央部分であり、第2の部分は、第1の中央部分よりもオリフィス中心軸から離れて位置する周辺部分である。
【0006】
別の実施形態によれば、ダイヤフラムデバイスはさらに、第2の稼動デバイスを備える。第2の稼動デバイスがあれば、より安定した構成にすることができる。さらに、ダイヤフラムデバイスが、第3のオリフィスを覆うように適合された少なくとも1つの第3のダイヤフラムも備えることを想定できる。
【0007】
さらに別の実施形態によれば、ダイヤフラムデバイスはさらに、第2のオリフィスを覆うように適合された第2のダイヤフラムを備える。より小さなオリフィスを複数設けることで、比較的大きい流れに適合された開口を確保したままで、より低い圧力によって弁を封止できるようにすることができる。
【0008】
一実施形態によれば、ダイヤフラムデバイスは稼動デバイスを備え、この稼動デバイスは、例えば、ダイヤフラムデバイスと稼動デバイスが一部片として接続される、および/または同じワークピースから作製されることによって使用可能にすることができる。
【0009】
本明細書での任意の実施形態による稼動デバイスは、柔軟性材料からなることで、ダイヤフラムの移動を可能にすることができる。別の実施形態によれば、ダイヤフラムも柔軟性材料からなり、これは同じ柔軟性材料でも異なる柔軟性材料でもよい。柔軟性材料は、柔軟性ポリマー材料でよい。
【0010】
本明細書での任意の実施形態によるダイヤフラムデバイスはさらに、ダイヤフラムデバイスをチェック弁ハウジングに固定するように適合された固定区域を備えることができる。固定区域は、ダイヤフラムデバイスに一部片として接続させることができ、同じワークピースから作製することができる。
【0011】
さらに、少なくとも1つのオリフィスを覆うように適合されたダイヤフラムを備えるダイヤフラムデバイスを備えるチェック弁が提供される。ダイヤフラムデバイスは、オリフィスの長手軸に実質的に沿ったダイヤフラムの移動を可能にするように適合された稼動デバイスを備える。稼動デバイスは、少なくとも1つの第1の稼動部位と少なくとも1つの第2の稼動部位とを備える。第1の稼動部位と第2の稼動部位のそれぞれが、第1の部分と第2の部分を備える。第1の稼動部位の第1の部分がチェック弁ハウジングに接続されるように適合され、第1の稼動部位の第2の部分が第2の稼動部位の第2の部分に接続される。第2の稼動部位の第1の部分がダイヤフラムに接続され、第2の稼動部位の第2の部分が第1の稼動部位の第2の部分に接続される。第1の稼動部位が第2の稼動部位に対して可動であり、第2の稼動部位がダイヤフラムに対して可動であり、オリフィスの長手軸に実質的に沿ったダイヤフラムの移動を可能にする。チェック弁はさらに、オリフィスを取り囲む弁座と、弁座を備えるチェック弁ハウジングとを備え、ダイヤフラムが、オリフィスを覆いながら弁座に載置して封止するように適合される。
【0012】
さらに、流路と、本明細書での任意の実施形態による第1のチェック弁と、本明細書での任意の実施形態による第2のチェック弁とを備えるチェック弁システムが提供される。第1のチェック弁が、第1の方向への流路内の流れで開くように適合され、第2の方向への流路での流れで閉じるように適合される。第2のチェック弁が、第2の方向への流路内の流れで開くように適合され、第1の方向への流路での流れで閉じるように適合される。
【0013】
チェック弁システムの一実施形態によれば、第2の流れは、前記流れとは実質的に逆方向への流れである。任意の実施形態による流路が、弁ハウジングを備えることができる。
【0014】
組合せが明らかな矛盾を生じない場合には、任意の実施形態または一実施形態の任意の特徴を如何様にも組み合わせることができることに留意されたい。
【0015】
次に、例として、添付図面を参照しながらいくつかの実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1a】1つの稼動デバイスを備える一実施形態によるダイヤフラムデバイスを示す図である。
【図1b】1つの稼動デバイスを備える別の実施形態によるダイヤフラムデバイスを示す図である。
【図2a】2つの稼動デバイスを備える別の実施形態によるダイヤフラムデバイスを示す図である。
【図2b】2つの稼動デバイスを備える別の実施形態によるダイヤフラムデバイスを示す図である。
【図3a】複数の稼動デバイスを備える別の実施形態によるダイヤフラムデバイスを示す図である。
【図3b】複数のダイヤフラムを備える別の実施形態によるダイヤフラムデバイスを示す図である。
【図4a】ダイヤフラムデバイスの開いた状態の斜視図である。
【図4b】ダイヤフラムデバイスの開いた状態の側面図である。
【図4c】ダイヤフラムデバイスの閉じた状態の斜視図である。
【図4d】ダイヤフラムデバイスの閉じた状態の側面図である。
【図5a】4つのダイヤフラムを備える一実施形態によるダイヤフラムデバイスの、開いた状態の斜視図である。
【図5b】4つのダイヤフラムを備える一実施形態によるダイヤフラムデバイスの、閉じた状態の斜視図である。
【図6】4つのオリフィスを備える一実施形態によるチェック弁ハウジングを示す図である。
【図7】4つのオリフィスを備える別の実施形態によるチェック弁ハウジングを示す図である。
【図8】一実施形態によるチェック弁の斜視図である。
【図9】別の実施形態によるチェック弁の斜視図である。
【図10a】一実施形態によるチェック弁システムの第1の状態を示す図である。
【図10b】一実施形態によるチェック弁システムの第2の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
次に、本発明を、いくつかの好ましい実施形態に関して添付図面を参照しながらより詳細に説明する。本明細書における例はすべて、一般的な説明の一部とみなすべきであり、したがって一般に如何様にも組み合わせることができるとみなすべきである。また、組合せまたは交換がデバイスの全体的な機能に明らかに矛盾するものでない限り、様々な実施形態の個々の特徴を組み合わせたり交換したりしてもよい。
【0018】
本明細書で説明するチェック弁は、空気や任意の他の気体、または水や任意の他の液体、またはスラリなどの固体粒子を含む流体など、流体の流れに適合させることができる。構成要素の寸法および材料は、特定の用途に適合させることができる。
【0019】
特定の一実施形態では、チェック弁は、呼気ガスの含有量を決定するために医療装置で使用されるように適合される。この特定の実施形態では、チェック弁またはチェック弁の一部は、シリコーンなど医療用途に適した材料から作製され、チェック弁の寸法は、受け取る呼気ガスに適した抵抗を提供するように適合される。
【0020】
「柔軟性」とは、歪を受けながら変形することができる材料の特性と理解することができる。「弾性/可撓性」とは、弾性変形することができる材料の特性と理解することができる。弾性変形は、応力(例えば外力)下で材料が変形するが、応力が除去されたときには元の形状に戻る特性である。「より高い弾性の材料」とは、弾性係数またはヤング率がより低い材料と理解することができる。ある物体の弾性係数は、弾性変形領域内でのその応力歪曲線の傾きと定義される。弾性係数は、応力を歪で割った値として計算される。ここで、応力は、変形を引き起こす力を、その力が加えられる面積で割った値であり、歪は、応力によって引き起こされる変形率である。「剛性」とは、加えられた力による変形に対する弾性体の耐性と理解することができる。
【0021】
「稼動部位」とは、例えばダイヤフラムの移動を可能にするように適合された材料の部分または区域と理解することができる。本明細書で説明するいくつかの実施形態によれば、稼動部位は、柔軟性材料の細長い一部分であり、稼動部位と関連する他の部分または区域に対する移動を可能にするように適合された部分を含むことができる。しかしまた、稼動部位が、機械的な継手によって他の部分または区域に対する移動を可能にする部分を備える実質的に剛性の部分または区域であることも想定できる。
【0022】
図1aに、一実施形態によるチェック弁用のダイヤフラムデバイス1を示す。ダイヤフラムデバイス1は、オリフィスを覆うように適合されたダイヤフラム2を備える。オリフィスは、好ましくは、空気や任意の他の気体、または水や任意の他の液体など、流体の流れに適合させることができる。ダイヤフラムデバイス1は、(図6および図7に示す)オリフィスの長手軸に実質的に沿ったダイヤフラム2の移動を可能にするように適合された稼動デバイス3aを備える。稼動デバイス3aは第1の稼動部位4aと第2の稼動部位4bを備え、図1aに示す実施形態によれば、これらの稼動部位4a、4bは、実質的に剛性のシャフトである。第1の稼動部位4aは、オリフィス中心軸Lの近くに位置する中央部分5aである第1の部分5aを備える。オリフィス中心軸Lは、オリフィス7の上に、かつ同様にダイヤフラム2の上に延在する軸であり、図6および図7に示すオリフィス長手軸に垂直である。第1の稼動部位4aはさらに、中央部分5aよりもオリフィス中心軸Lから離れて位置する周辺部分5bである第2の部分5bを備える。第2の稼動部位4bも、オリフィス中心軸Lの近くに位置する中央部分である第1の部分5aと、第1の中央部分5aよりもオリフィス中心軸Lから離れて位置する周辺部分である第2の部分5bとを備える。図1aに示す実施形態によれば、第1の稼動部位4aの第1の部分5aは、(図6〜図10に示す)チェック弁ハウジングに接続されるように適合される。図1aに示す実施形態によれば、この接続は、ヒンジなど、継手軸周りで回転運動を行うように適合された継手6によって可動である可動接続である。第1の稼動部位4aの第2の部分5bは、第2の稼動部位4bの第2の部分5bに接続され、この接続も、回転運動を行うように適合された継手6によって可動である。さらに、第2の稼動部位4bの第1の部分5aは、これもまた可動継手によってダイヤフラム2に接続され、第2の稼動部位4bの第2の部分5bも同様に第1の稼動部位4aの第2の部分5bに接続される。それにより、第1の稼動部位4aは第2の稼動部位4bに対して可動であり、第2の稼動部位4bはダイヤフラム2に対して可動である。稼動デバイス3aの一部分である稼動部位4a、4bは、(図6および図7に示す)オリフィスの長手軸に実質的に沿ったダイヤフラム2の移動を可能にする。
【0023】
図1bに、別の実施形態によるチェック弁用のダイヤフラムデバイス1を示す。ダイヤフラムデバイス1は、(図6〜図10に示す)オリフィスを覆うように適合されたダイヤフラム2を備える。オリフィス7は、好ましくは、空気や任意の他の気体、または水や任意の他の液体など、流体の流れに適合させることができる。ダイヤフラムデバイス1は、(図6および図7に示す)オリフィスの長手軸に実質的に沿ったダイヤフラム2の移動を可能にするように適合された稼動デバイス3aを備える。稼動デバイス3aは第1の稼動部位4aと第2の稼動部位4bを備え、図1bに示す実施形態によれば、これらの稼動部位4a、4bは柔軟性のシャフトである。これは、任意の他の様式で弾性または可撓性でもよい。第1の稼動部位4aは、オリフィス中心軸Lの近くに位置する中央部分である第1の部分5aと、第1の中央部分5aよりもオリフィス中心軸Lから離れて位置する周辺部分である第2の部分5bとを備える。第2の稼動部位4bも、オリフィス中心軸Lの近くに位置する中央部分である第1の部分5aと、第1の中央部分5aよりもオリフィス中心軸Lから離れて位置する周辺部分である第2の部分5bとを備える。図1bに示す実施形態によれば、第1の稼動部位4aの第1の部分5aは、(図6〜図10に示す)チェック弁ハウジングに接続されるように適合される。図4および図5を参照してさらに詳述するように、チェック弁ハウジングへの接続は、機械的な固定要素、接着剤、または同じ材料から作製された固定区域まで延在する中央部分5aによって実現することができる。図1bの実施形態によれば、第1の稼動部位4aの第2の部分5bが第2の稼動部位4bの第2の部分5bに接続される。この実施形態によれば、この接続は、第1の稼動部位4aと第2の稼動部位4bが同じワークピースから作製され、それにより稼動部位4a、bの第2の部分で一部片として接続されることによって実現される。第2の稼動部位4bの第1の部分5aはダイヤフラム2に接続される。図1bに示す実施形態によれば、この接続は、第2の稼動部位4bとダイヤフラム2が同じワークピースから作製され、それにより一部片として接続されることによって実現される。第2の稼動部位4bの第2の部分5bも同様に第1の稼動部位4aの第2の部分5bに接続される。それにより、第1の稼動部位4aは第2の稼動部位4bに対して可動であり、第2の稼動部位4bはダイヤフラム2に対して可動である。稼動デバイス3aの一部分である稼動部位4a、4bは、(図6および図7に示す)オリフィスの長手軸に実質的に沿ったダイヤフラム2の移動を可能にする。図1bに、前述した要素を備えるダイヤフラムデバイスの上面図をさらに示す。図1bに示す設計では、稼動部位4a、4bでの柔軟性材料が長く延び、それにより、チェック弁が、比較的低い圧力または流量によって比較的大きく開くことができるようにする。それと同時に、柔軟性材料は、複数の点で、その比較的長い延びに沿って変形されるので、変形が比較的小さい。
【0024】
図2aに、オリフィスを覆うように適合されたダイヤフラム2を備える一実施形態によるダイヤフラムデバイス1を示す。オリフィスは、好ましくは、空気や任意の他の気体、または水や任意の他の液体など、流体の流れに適合させることができる。さらに、ダイヤフラムデバイスは、2つの稼動デバイス、すなわち第1の稼動デバイス3aと第2の稼動デバイス3bを備える。第1の稼動デバイス3aと第2の稼動デバイス3bのそれぞれが第1の稼動部位4aと第2の稼動部位4bを備え、さらに稼動部位4a、4bのそれぞれが、オリフィス中心軸Lの近くに位置する第1の部分5aと、第1の部分5aよりもオリフィス中心軸Lから離れて位置する第2の部分5bとを備える。図2aに示す実施形態によれば、第1および第2の稼動デバイスの第1の稼動部位4aの第1の部分5aは、(図6〜図10に示す)チェック弁ハウジングに接続されるように適合される。図2aに示す実施形態によれば、この接続は、ヒンジなど、継手軸周りで回転運動を行うように適合された継手6によって可動である可動接続である。第1の稼動デバイス3aおよび第2の稼動デバイス3bの第1の稼動部位4aの第2の部分5bが第2の稼動部位4bの第2の部分5bに接続され、これらの接続も、回転運動を行うように適合された継手6によって可動である。さらに、第1および第2の稼動デバイスの第2の稼動部位4bの第1の部分5aは、これもまた可動継手によってダイヤフラム2に接続され、第1の稼動デバイス3aおよび第2の稼動デバイス3bの第2の稼動部位4bの第2の部分5bも同様に第1の稼動部位4aの第2の部分5bに接続される。それにより、第1の稼動部位4aは第2の稼動部位4bに対して可動であり、第2の稼動部位4bはダイヤフラム2に対して可動である。稼動デバイス3a、3bの一部分である稼動部位4a、4bは、(図6および図7に示す)オリフィスの長手軸に実質的に沿ったダイヤフラム2の移動を可能にする。
【0025】
図2bに、オリフィスを覆うように適合されたダイヤフラム2を備える一実施形態によるダイヤフラムデバイス1を示す。オリフィスは、好ましくは、空気や任意の他の気体、または水や任意の他の液体など、流体の流れに適合させることができる。さらに、ダイヤフラムデバイスは、2つの稼動デバイス、すなわち第1の稼動デバイス3aと第2の稼動デバイス3bを備える。第1の稼動デバイス3aと第2の稼動デバイス3bのそれぞれが第1の稼動部位4aと第2の稼動部位4bを備え、図2bに示す実施形態によれば、稼動部位4a、4bは柔軟性のシャフトである。これは、任意の他の様式で弾性または可撓性でもよい。第1の稼動部位4aと第2の稼動部位4bのそれぞれが、オリフィス中心軸Lの近くに位置する第1の部分5aと、第1の部分5aよりもオリフィス中心軸Lから離れて位置する第2の部分5bとを備える。図2bに示す実施形態によれば、第1の稼動デバイス3aおよび第2の稼動デバイス3bの第1の稼動部位4aの第1の部分5aは、(図6〜図10に示す)チェック弁ハウジングに接続されるように適合される。図4および図5を参照してさらに詳述するように、チェック弁ハウジングへの接続は、機械的な固定要素、接着剤、または同じ材料から作製された固定区域まで延在する中央部分5aによって実現することができる。図2bの実施形態によれば、第1の稼動部位4aの第2の部分5bが第2の稼動部位4bの第2の部分5bに接続される。この実施形態によれば、この接続は、第1の稼動部位4aと第2の稼動部位4bが同じワークピースから作製され、それにより稼動部位4a、bの第2の部分で一部片として接続されることによって実現される。第2の稼動部位4bの第1の部分5aはダイヤフラム2に接続される。図2bに示す実施形態によれば、この接続は、第2の稼動部位4bとダイヤフラム2が同じワークピースから作製され、それにより一部片として接続されることによって実現される。第2の稼動部位4bの第2の部分5bも同様に第1の稼動部位4aの第2の部分5bに接続される。それにより、第1の稼動部位4aは第2の稼動部位4bに対して可動であり、第2の稼動部位4bはダイヤフラム2に対して可動である。稼動デバイス3a、3bの一部分である稼動部位4a、4bは、(図6および図7に示す)オリフィスの長手軸に実質的に沿ったダイヤフラム2の移動を可能にする。
【0026】
図3aに、本明細書での任意の実施形態によるダイヤフラム2を1つ備え、本明細書での任意の実施形態による稼動デバイス3Nを複数備えるダイヤフラムデバイス1を示し、稼動デバイス3Nは、それらに接続されたダイヤフラム2を(図6および図7に示す)オリフィスの長手軸に実質的に沿って移動させることができるように適合される。
【0027】
図3bに、本明細書での任意の実施形態によるダイヤフラム2Nを複数(N個)備える一実施形態によるダイヤフラムデバイス1を示す。複数(N個)のダイヤフラム2Nが、(図6〜図10に示すように)複数のオリフィスを覆うように適合される。
【0028】
図4aに、2つのオリフィスを覆うように適合された2つのダイヤフラム2a、2bを備える一実施形態によるダイヤフラムデバイス1を示す。ダイヤフラム2a、2bは相互接続区域11によって相互接続され、この実施形態によれば、相互接続区域11は、ダイヤフラム2a、2bと同じワークピースから作製される。ダイヤフラム2a、2bはさらに第2の稼動部位4bに接続され、稼動部位4bはさらに第1の稼動部位4aに接続される。第1の稼動部位と第2の稼動部位のそれぞれが第1の部分5aと第2の部分5bを備える。ダイヤフラム2a、2bが稼動部位4a、4bと同じワークピースから作製されることによって、第2の稼動部位4bの第1の部分がダイヤフラム2a、2bに接続される。第1の稼動部位4aと第2の稼動部位4bが同じワークピースから作製されることによって、第2の稼動部位4bの第2の部分5bが第1の稼動部位4aの第2の部分5bに接続され、それにより一部片として接続される。2つの第1の稼動部位4aの第1の部分5aは、互いに一部片として接続され、同じワークピースから作製される。第1の部分5aどうしが接続された部分で、第1の部分5aは固定区域12に接続され、固定区域12は、ダイヤフラムデバイス1を(図8および9に示す)チェック弁ハウジングに接続するための穴の中に配置されるように適合される。この実施形態によれば、固定区域12は、ダイヤフラムデバイスの残りの部分に一部片として接続され、同じワークピースから作製される。図4aのダイヤフラムデバイスは、ダイヤフラムデバイス1が機能するように適合されたチェック弁が開いている状態で示してある。図4aに示す設計では、稼動部位4a、4bで柔軟性材料が長く延び、それにより、チェック弁が、比較的低い圧力または流量によって比較的大きく開くことができるようにする。それと同時に、柔軟性材料は、複数の点で、その比較的長い延びに沿って変形されるので、変形が比較的小さい。
【0029】
図4bに、図4aを参照して説明した実施形態によるダイヤフラムデバイス1の側面図を示す。図4bでのダイヤフラムデバイスは、ダイヤフラムデバイス1が機能するように適合されたチェック弁が開いている状態で示してある。
【0030】
図4cは、図4aおよび4bを参照して説明した実施形態によるダイヤフラムデバイス1の斜視上面図である。図4cのダイヤフラムデバイスは、ダイヤフラムデバイス1が機能するように適合されたチェック弁が閉じている状態で示してある。
【0031】
図4dは、図4a、図4b、図4cを参照して説明した実施形態によるダイヤフラムデバイス1の側面図である。図4dのダイヤフラムデバイスは、ダイヤフラムデバイス1が機能するように適合されたチェック弁が閉じている状態で示してある。
【0032】
図5aに、図4a〜dを参照して上述したダイヤフラムデバイスを2つ備える一実施形態によるダイヤフラムデバイス1を示す。ダイヤフラムデバイスの2つの区域は中央稼動部位によって一部片として接続され、中央稼動部位も一部片として接続されて同じワークピースから作製される。中央稼動部位は1つの固定区域12を備え、したがって、ダイヤフラムデバイス2全体が3つの固定区域12を備え、それらの固定区域12は一部片として接続され、ダイヤフラムデバイス1の残りの部分と同じワークピースから作製される。図5aによるダイヤフラムデバイス1は、図6〜図10に示すように4つのオリフィスを覆うように適合されたダイヤフラムデバイス1である。図5aでのダイヤフラムデバイス1は、ダイヤフラムデバイス1が機能するように適合されたチェック弁が開いている状態で示してある。
【0033】
図5bは、図5aを参照して説明した実施形態によるダイヤフラムデバイス1の斜視上面図である。図5bでのダイヤフラムデバイス1は、ダイヤフラムデバイス1が機能するように適合されたチェック弁が閉じている状態で示してある。
【0034】
図6に、本明細書で説明する様々な実施形態によるダイヤフラムデバイスが固定されるように適合されたチェック弁ハウジング8を示す。図示した特定の実施形態によれば、チェック弁ハウジングが4つのオリフィス7を備え、これらのオリフィス7は、封止チェック弁を形成するためにダイヤフラムによって覆われるように適合されている。オリフィス7を弁座区域10が取り囲み、チェック弁が閉じた状態のときにダイヤフラムが弁座区域10に載置し、それによりシーリングを形成すべきである。さらに、チェック弁ハウジング8は、上述した実施形態による固定区域を受け取るように適合された3つの穴13を備えて、ダイヤフラムデバイスをチェック弁ハウジング8に固定し、それによりチェック弁が機能状態および封止状態になるようにする。オリフィス長手軸OLは、前述したオリフィス中心軸に垂直に、オリフィスの広がりに沿って、オリフィス7の中心を通って延び、オリフィス7を覆うように適合されたダイヤフラムの主移動方向を成す。図6に示す実施形態は4つのオリフィス7を有し、したがって、図5aおよび図5bを参照して説明したダイヤフラムデバイスがこの特定のチェック弁ハウジング8に適している。しかし、チェック弁ハウジングの設計原理は、所望のオリフィスの数、および対応するダイヤフラムの数に関して改変可能とみなすべきである。
【0035】
図7に、図6を参照して説明したチェック弁ハウジングと同様のチェック弁ハウジング8を示すが、図7に示すチェック弁ハウジングは凹形弁座10を備え、凹形弁座10は、いくつかの用途では、ダイヤフラムと協働してより良いシーリングを形成する。図7に示す特定の実施形態による凹形弁座は、チェック弁ハウジング8の中央部に向かって凹部が高くなるように角度を付けられ、これは、いくつかの用途では、任意の実施形態によるダイヤフラムと協働してより良いシーリングを形成する。なぜなら、いくつかの実施形態によるダイヤフラムは、可撓性を有するように適合された相互接続部分(図4および図5に示す)によって接続され、したがって完全な平面を成さないことがあるからである。また、凹形弁座10が小さなプレストレスを生み、このプレストレスがさらに、ダイヤフラム2a、2b、2c、2dと弁座10の間のシーリングを形成する一助となる。
【0036】
図面に示す実施形態によればオリフィスは円形であるが、オリフィスが多角形または楕円形であることも想定でき、さらに、いくつかのオリフィスが相互接続され、そのような実施形態でのダイヤフラムが1つまたは複数のオリフィスをまとめて覆うように形作られることも想定できる。オリフィスと同様に、ダイヤフラムも、添付図面を参照して示す楕円形または円形とは異なる形状を有することを想定できる。すなわち、オリフィスは、チェック弁の設計、オリフィスを通る流れの要件、およびチェック弁で使用されるように適合された流体に適合させることができる。
【0037】
図8に、ダイヤフラムデバイス1およびチェック弁ハウジング8を備えるチェック弁を示す。ダイヤフラムデバイスは、図5aを参照して説明した実施形態によるダイヤフラムデバイスであり、4つのオリフィス7を覆うように適合された4つのダイヤフラム2a、2b、2c、2dを備える。さらに、このチェック弁は、図6および図7に示したように、オリフィス7の長手軸に実質的に沿ったダイヤフラム2a、2b、2c、2dの移動を可能にするように適合された稼動デバイスを備える。稼動デバイスは、第1の稼動部位4aと第2の稼動部位4bを備える。第1の稼動部位4aは第2の稼動部位4bに対して可動であり、第2の稼動部位4bはダイヤフラム2a、2b、2c、2dに対して可動であり、オリフィス7の長手軸に実質的に沿ったダイヤフラム2a、2b、2c、2dの移動を可能にする。ダイヤフラム2a、2b、2、2dは、図8に示す開いた状態ではわずかに角度が付いており、そのため、通過する流体は流れに垂直な面に当たらないので、流体の圧力降下は小さい。図8に示す実施形態では、ダイヤフラム2a、2b、2c、2dが丸く、空気が急に向きを変えることなく弁を通過できるようになっているので、圧力降下はさらに小さい。
【0038】
図9に、チェック弁ハウジング8が流体の流れに適合された3つのオリフィス7を備える一実施形態によるチェック弁を示す。オリフィス7は、本明細書で述べる原理に基づいてダイヤフラムデバイス1によって覆われるように適合される。図9の実施形態によるダイヤフラムデバイスは、3つのダイヤフラム2a、2b、2を備え、各ダイヤフラムが1つのオリフィス7を覆うように適合される。ダイヤフラムは、チェック弁構成の中央で接続区域11によって接続され、接続区域11は、より細くなっており、したがって弾性または柔軟性がより高くなっており、ダイヤフラム2a、2b、2cの互いに対する移動を可能にする。ダイヤフラムはさらに、ダイヤフラムの周辺部分で稼動デバイスに接続され、稼動デバイスは稼動部位4a、4bを備え、稼動部位4a、4bは弾性または柔軟性であり、それにより、オリフィス7の長手軸に実質的に沿ったダイヤフラム2a、2b、2cの移動を可能にする。複数のオリフィス7を備えるチェック弁を用いる利点は、各ダイヤフラム2a、2b、2c、2dに加える必要がある圧力をはるかに小さくすることができることであり、したがって弁が大きな圧力に対応する必要はない。これは、弁をより薄い材料から作製することができることを意味し、したがって全体の構造がより軽量になる。
【0039】
本明細書での任意の実施形態によれば、第1の稼動部位と第2の稼動部位は、同じ柔軟性材料から作製することができる。また、任意の実施形態によれば、ダイヤフラムデバイス全体を同じ柔軟性材料から作製することも想定できる。したがって、柔軟性材料の形状と前記柔軟性材料の弾性または可撓性との組合せにより、第1および第2の稼動部位および/またはダイヤフラムを、互いに対して可動であるように適合させることができる。
【0040】
任意の実施形態によるチェック弁およびその一部分は、重量、耐熱性、耐化学性、透過率、耐久性、圧力、放射、流速、流量、および/または外観などのパラメータを考慮して、チェック弁を使用することができる用途に適合された材料から形成することができる。いくつかの実施形態によれば、ダイヤフラムデバイスのダイヤフラムおよび/または残りの部分は、シリコーン材料、ポリウレタン材料、EPDM、クロロスルホン化ポリエチレン(CSM(Hypalon(登録商標)))、またはNBRなどの合成ゴムコポリマー、FKM、FFKM、およびFEPMなどのフッ素化エラストマー、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ペルフルオロアルコキシ(PFA)、およびフッ素化エチレンプロピレン(FEP)、FPM(Viton(登録商標))、CR(Neoprene(登録商標))、ブチルゴム(IIR)、または天然ゴム(NR)から形成することができる。さらに、ダイヤフラムデバイスの一部分を異なる材料から、または異なる処理を施した同じ材料から作製することを想定でき、さらに、例えば歪耐性をより良くするためにダイヤフラムデバイスの一部分を例えば繊維によって強化することもできる。これは、本発明の範囲をなんら限定せず、考えられる材料の一例とみなされるものとする。
【0041】
ハウジングおよび/または弁座は、好ましくは、より低弾性のポリマー材料、例えば架橋ポリエチレンもしくはガス滅菌ポリエチレン、ポリ塩化ビニル(PVC、例えばU−PVCまたはC−PVC)、ポリプロピレン(PP)、ファイバガラスアームポリプロピレン(PPG)、フッ化ポリビニリデン(PVDF)、UHMW−PEなどのポリエチレン(PE)、エチレンテトラフルオロエチレン(ETFT)、ポリスチレン(PS)、またはフッ素化ポリマー、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ペルフルオロアルコキシ(PFA)、およびフッ素化エチレンプロピレン(FEP)を含む。さらに、ハウジングの材料を金属もしくは金属合金、またはセラミック材料にすることも想定できる。上述したのと同様に、これもまた、本発明の範囲をなんら限定せず、考えられる材料の一例とみなすべきである。
【0042】
図10aおよび図10bに、図8を参照して説明した実施形態によるチェック弁を2つ備えるチェック弁システムを示す。このチェック弁システムは、流れF1を通すように適合された流路9を備える。流路9はパイプまたは管でよく、チェック弁ハウジング8の一部であっても、上述した任意の実施形態によるチェック弁と流体接続したポンプハウジングの一部であってもよい。図8を参照して説明した実施形態による第1のチェック弁V1が、流路9の一部に配置される。第1のチェック弁は、第1の方向への流路9内の流れF1で開くように適合され、図10bに示すように第2の方向への流路9内の流れF2では閉じるように適合される。チェック弁システムはさらに、図10bに示すように第2の方向への流路9内の流れF2で開くように適合された第2のチェック弁V2を備える。それにより、第2のチェック弁は、図10aに示すように第1の方向への流路内の流れF1では閉じるように適合される。チェック弁ハウジング8は、流路9に挿入されるように適合された部材でよいが、また、チェック弁ハウジング8を流路9の一部分にして、流路9に一部片として接続させ、流路9と同じワークピースから作製することも想定できる。
【0043】
上の詳細な説明では、組合せが明らかな矛盾を生じない場合には、任意の実施形態または一実施形態の任意の特徴を如何様にも組み合わせることができることに留意されたい。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
a.少なくとも1つのオリフィス(7)を覆うように適合されたダイヤフラム(2)と、
b.稼動デバイス(3)とを具備したチェック弁用のダイヤフラムデバイス(1)において、
前記稼動デバイス(3)は、前記ダイヤフラムに接続され、前記オリフィスの長手軸(OL)に実質的に沿った前記ダイヤフラム(2)の移動を可能にするように適合され、稼動デバイスは、少なくとも1つの第1の稼動部位(4a)と少なくとも1つの第2の稼動部位(4b)を有し、
i.前記第1の稼動部位(4a)は、第1の部分(5a)と第2の部分(5b)を備え、
ii.前記第2の稼動部位(4b)は、第1の部分(5a)と第2の部分(5b)を有し、
1.前記第1の稼動部位(4a)の前記第1の部分(5a)はチェック弁ハウジング(8)に接続されるように適合され、前記第1の稼動部位(4a)の前記第2の部分(5b)は前記第2の稼動部位(4b)の前記第2の部分(5b)に接続され、
2.前記第2の稼動部位(4b)の前記第1の部分(5a)は前記ダイヤフラム(2)に接続され、前記第2の稼動部位(4b)の前記第2の部分(5b)は前記第1の稼動部位(4a)の前記第2の部分(5b)に接続され、
前記第1の稼動部位(4a)は前記第2の稼動部位(4b)に対して可動であり、前記第2の稼動部位(4b)は前記ダイヤフラム(2)に対して可動であり、前記オリフィス(2)の前記長手軸(OL)に実質的に沿った前記ダイヤフラム(2)の移動を可能にするダイヤフラムデバイス。
【請求項2】
前記第1の部分(5a)は、オリフィス中心軸(L)の近くに位置する中央部分であり、前記第2の部分(5b)は、前記中央部分(5a)よりも前記オリフィス中心軸(L)から離れて位置する周辺部分(5b)である、請求項1に記載のダイヤフラムデバイス。
【請求項3】
前記ダイヤフラムデバイスはさらに、第2の稼動デバイスを備える、請求項1に記載のダイヤフラムデバイス。
【請求項4】
前記ダイヤフラムデバイスはさらに、第2のオリフィスを覆うように適合された第2のダイヤフラムを備える、請求項1または2に記載のダイヤフラムデバイス。
【請求項5】
前記ダイヤフラムデバイスはさらに、第3のオリフィスを覆うように適合された少なくとも1つの第3のダイヤフラムを備える、請求項4に記載のダイヤフラムデバイス。
【請求項6】
前記ダイヤフラムデバイスはさらに、少なくとも1つの第3の稼動デバイスを備える、請求項3に記載のダイヤフラムデバイス。
【請求項7】
前記ダイヤフラムは前記稼動デバイスを備える、請求項1から6のいずれか一項に記載のダイヤフラムデバイス。
【請求項8】
前記少なくとも1つの稼動デバイスは柔軟性材料からなり、前記稼動デバイスは、前記柔軟性材料からなることによって、前記ダイヤフラムの移動を可能にする、請求項1から7のいずれか一項に記載のダイヤフラムデバイス。
【請求項9】
前記ダイヤフラムは柔軟性材料から成る、請求項1から8のいずれか一項に記載のダイヤフラムデバイス。
【請求項10】
前記柔軟性材料は柔軟性ポリマー材料である、いずれかの請求項に記載のダイヤフラムデバイス。
【請求項11】
さらに、前記ダイヤフラムデバイス(1)を前記チェック弁ハウジング(8)に固定するように適合された固定区域(12)を備え、前記固定区域(12)は前記ダイヤフラムデバイス(1)に一部片として接続される、請求項1から9のいずれか一項に記載のダイヤフラムデバイス。
【請求項12】
a.ダイヤフラムデバイス(1)を備えるチェック弁であって、前記ダイヤフラムデバイス(1)は、
i.少なくとも1つのオリフィス(7)を覆うように適合されたダイヤフラム(2)と、
ii.稼動デバイス(3)と
を備え、前記稼動デバイス(3)は、前記オリフィス(7)の長手軸(OL)に実質的に沿った前記ダイヤフラム(2)の移動を可能にするように適合され、前記稼動デバイス(3)は、少なくとも1つの第1の稼動部位(4a)と少なくとも1つの第2の稼動部位(4b)を備え、
1.前記第1の稼動部位(4a)は、第1の部分(5a)と第2の部分(5b)を備え、
2.前記第2の稼動部位(4b)は、第1の部分(5a)と第2の部分(5b)を備え、
a.前記第1の稼動部位(4a)の前記第1の部分(5a)はチェック弁ハウジング(8)に接続されるように適合され、前記第1の稼動部位(4a)の前記第2の部分(5b)は前記第2の稼動部位(4b)の前記第2の部分(5b)に接続され、
b.前記第2の稼動部位(4b)の前記第1の部分(5a)は前記ダイヤフラム(2)に接続され、前記第2の稼動部位(4b)の前記第2の部分(5b)は前記第1の稼動部位(4a)の前記第2の部分(5b)に接続され、
c.前記第1の稼動部位(4a)は前記第2の稼動部位(4b)に対して可動であり、前記第2の稼動部位(4b)は前記ダイヤフラム(2)に対して可動であり、前記オリフィス(2)の前記長手軸(OL)に実質的に沿った前記ダイヤフラム(2)の移動を可能にし、
b.チェック弁はさらに、前記オリフィス(7)を取り囲む弁座(10)を備え、前記ダイヤフラム(2)は、前記オリフィス(7)を覆いながら前記弁座(10)に載置して封止するように適合され、
c.チェック弁はさらに、前記弁座(10)を備えるチェック弁ハウジング(8)を備える、
チェック弁。
【請求項13】
a.流路(9)と、
b.請求項10に記載の第1のチェック弁と、
c.請求項10に記載の第2のチェック弁と
を備え、
i.前記第1のチェック弁は、第1の方向への前記流路(9)内の流れ(F1)で開くように適合され、第2の方向への前記流路(9)での流れ(F2)で閉じるように適合され、
ii.前記第2のチェック弁は、前記第2の方向への前記流路(9)内の流れ(F2)で開くように適合され、前記第1の方向への前記流路(9)内での流れ(F1)で閉じるように適合される、
チェック弁システム。
【請求項14】
前記第2の流れ(F2)は、前記第1の流れ(F1)と実質的に逆の方向への流れである、請求項12に記載のチェック弁システム。
【請求項15】
前記流路(9)は前記弁ハウジング(8)を備える、請求項12に記載のチェック弁システム。

【図1a】
image rotate

【図1b】
image rotate

【図2a】
image rotate

【図2b】
image rotate

【図3a】
image rotate

【図3b】
image rotate

【図4a】
image rotate

【図4b】
image rotate

【図4c】
image rotate

【図4d】
image rotate

【図5a】
image rotate

【図5b】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate

【図10a】
image rotate

【図10b】
image rotate


【公表番号】特表2012−532298(P2012−532298A)
【公表日】平成24年12月13日(2012.12.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−518860(P2012−518860)
【出願日】平成22年6月15日(2010.6.15)
【国際出願番号】PCT/EP2010/058397
【国際公開番号】WO2011/003700
【国際公開日】平成23年1月13日(2011.1.13)
【出願人】(510127734)
【Fターム(参考)】